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油纸绝缘水分迁移特性研究综述

高电压技术 2023年第2期49卷 781-792页

作者：吴治诚周俊杰张乔根张锐朱文兵顾朝亮西安交通大学电气工程学院西安710049 国网山东省电力公司电力科学研究院济南250002

油纸绝缘作为电力变压器的主要绝缘形式,其绝缘性能与水分含量密切相关,准确获得油纸绝缘的水分含量对变压器故障预警至关重要。在油浸式变压器内部电场、温度场等多物理场梯度的驱动下,水分始终处于动态迁移过程中,时空分布复杂,难以... 详细信息

油纸绝缘作为电力变压器的主要绝缘形式,其绝缘性能与水分含量密切相关,准确获得油纸绝缘的水分含量对变压器故障预警至关重要。在油浸式变压器内部电场、温度场等多物理场梯度的驱动下,水分始终处于动态迁移过程中,时空分布复杂,难以直接测量,因此需深入研究水分迁移特性。文中综述了油纸绝缘水分迁移机理、模型及特性研究上取得的成果:水分迁移是不同存在形式的水分子与绝缘油纸微观结构相互作用的过程,受多物理场的影响显著。现有油纸绝缘水分迁移研究多基于Fick定律,利用扩散系数表征水分梯度及温度对水分扩散速度的影响,但未能深入耦合多物理场的作用,不能获得温度梯度下的水分不均匀分布特性。研究获得了材料性质、温度、电场等多因素作用下扩散系数的变化规律及相应水分迁移过程,但将影响因素耦合于扩散系数的方式不能准确描述多物理场对水分迁移的作用,且缺少电场作用下的宏观水分迁移规律研究。根据驱动势平衡原理建立的热湿耦合模型能够描述水分的时空分布,量化电场对水分动态迁移特性的影响。进一步需推进基于水分时空分布无损测量的实验研究,深化多物理场耦合下水分迁移建模,构建多物理场下理论体系,以准确表征油浸式变压器中油纸绝缘水分迁移的时空分布。

关键词：油纸绝缘水分时空分布迁移机理水分迁移特性多物理场模型

基于低压核磁共振(LF-NMR)技术对东海带鱼(Trichiurus lepturus)保鲜品质及水分迁移特性的研究

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海洋与湖沼 2022年第2期53卷 440-447页

作者：周卓颖谢超俞群娣张家玮郑霖波郑炜叶常青浙江海洋大学食品与药学学院浙江舟山316022 舟山市常青海洋食品有限公司浙江舟山316021

为探究东海带鱼(Trichiurus lepturus)在低压核磁共振(LF-NMR)技术下的品质变化及水分迁移特性,以挥发性盐基氮(TVB-N)含量、pH、水分含量为指标,并分析NMR横向弛豫时间T_(2)反演谱图和MRI成像,研究不同电场强度(DY_(1)~DY_(4)分别为0,2... 详细信息

为探究东海带鱼(Trichiurus lepturus)在低压核磁共振(LF-NMR)技术下的品质变化及水分迁移特性,以挥发性盐基氮(TVB-N)含量、pH、水分含量为指标,并分析NMR横向弛豫时间T_(2)反演谱图和MRI成像,研究不同电场强度(DY_(1)~DY_(4)分别为0,2,2.5,3 kV/m)对带鱼内部水分迁移及品质的影响。分析TVB-N数据发现,DY_(3)(E=2.5 kV/m)、DY_(4)(E=3 kV/m)在贮藏后期表现出更佳的保鲜优势。在0~40 d贮藏期内,不同电场强度条件下的带鱼pH值均呈先降后升趋势。电场的添加能降低自由水的流动性,抑制微生物生长,减少带鱼体内水分流失。分析NMR横向弛豫时间T_(2)反演谱图发现,T_(2)1、T_(22)、T_(23)峰面积均有不同程度减小,其中T_(22)信号幅度变化最大,表明电场的添加能改变带鱼体内水分迁移路径,维持较高的水分含量,增加带鱼持水性和保水性。MRI成像图表明在贮藏期间,电场处理后带鱼水分保有率得到了提升,保鲜效果优于未施加电场带鱼,且电场强度越大,体外迁移水分越少。实验表明低压核磁共振(LF-NMR)技术对东海带鱼具有良好的保鲜效果,对低压核磁共振(LF-NMR)技术的保鲜应用提供一定的理论指导作用。

关键词：低压静电场东海带鱼(Trichiurus lepturus) 水分迁移特性低压核磁共振(LF-NMR)

基于水分迁移及肌原纤维蛋白特性研究真空低温加热对牛肉品质的影响

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基于水分迁移及肌原纤维蛋白特性研究真空低温加热对牛肉品质的影...

作者：陈美玉浙江大学

学位级别：硕士

牛肉营养丰富、肉质鲜美,具有高蛋白、低脂肪等特点,是我国居民肉类消费的主要品种。在牛肉制品的生产过程中,常对其进行加热处理,包括蒸煮、烘烤、煎炸等方式。然而,传统的加热方式通常在高温条件下进行,易导致牛肉制品发生质构劣变,... 详细信息

牛肉营养丰富、肉质鲜美,具有高蛋白、低脂肪等特点,是我国居民肉类消费的主要品种。在牛肉制品的生产过程中,常对其进行加热处理,包括蒸煮、烘烤、煎炸等方式。然而,传统的加热方式通常在高温条件下进行,易导致牛肉制品发生质构劣变,导致持水力下降和营养成分流失,因此亟需研发新型加热技术以保留牛肉原有特性。其中,真空低温加热技术(sous-vide cooking)因其操作简便、设备依赖度低等优点成为最具代表性的新型温和加热技术。与传统高温加热相比,真空低温加热能在精准控制的低温加热范围内对牛肉进行加热,能较好地维持感官品质,减少热处理对产品的劣化影响。然而目前的研究主要集中于探索加热肉制品的工艺优化及其对产品感官品质的影响,尚未及深入研究真空低温加热过程对水分迁移及肌肉蛋白的影响。因此,本论文首先将牛肉用不同真空低温加热条件处理,通过对色差值、蒸煮损失率、离心持水力和质构特性等表征,探究真空低温加热条件对其理化品质的影响。在此基础上,比较不同加热时间与未处理牛肉在表观理化品质上的差异,并借助低场核磁共振技术,从水分迁移的变化规律角度,阐明真空低温加热影响牛肉理化品质的机制。最后,通过透射电镜等手段分析加热对组织微观和超微观结构的影响,并借助电泳、色谱、光谱等方法研究加热过程中肌原纤维蛋白的多级结构变化特征,阐明蛋白结构变化影响牛肉组织结构的机制。主要研究内容如下:(1)基于牛肉质构和持水力特性的真空低温加热工艺优化研究真空低温加热处理会显著影响牛肉的理化品质特性,且影响程度与加热温度、时间、速率等显著相关。单因素实验表明,加热后牛肉pH值上升、L值升高、a值下降、蒸煮损失率增大、持水力随加热温度先上升后下降、硬度随加热时间先增大后降低。响应面优化实验结果表明,在60～65℃的真空加热温度范围内能够减少热处理对肌肉质构的负面影响,同时维持牛肉较高的持水力。(2)真空低温加热过程中牛肉的水分迁移特性研究与未加热牛肉相比,牛肉在65℃温度下真空低温加热0～90 min后表观理化品质发生改变,且理化品质与水分的迁移特性显著相关,可进行主成分分析。具体表现为延长加热时间会增快牛肉中水分氢质子横向弛豫时间衰减曲线的下降速率,促进自由水(T)的出现和含量升高形成,导致不易流动水(T)相位分布更为松散,水分总质子密度下降,水分与蛋白质的连接强度减弱,从而导致牛肉持水力下降、蒸煮损失率升高、质构特性和表观形态发生改变。(3)真空低温加热过程中牛肉组织结构和肌原纤维蛋白特性变化研究与未加热牛肉相比,牛肉在65℃下真空低温加热0～90 min后其微观组织结构发生横向和纵向收缩,纤维间空隙增大,而超微观结构变化不显著。这可归因于部分肌原纤维蛋白发生热变性,导致蛋白稳定性和完整度下降,蛋白结构发生改变。具体表现为牛肉的肌原纤维蛋白溶解度降低,纤维小片化指数升高,大分子蛋白发生肽段分解,二级空间结构解离和表面疏水值增加。本研究从水分迁移和肌原纤维蛋白变性的两个角度深入探究了牛肉在真空低温加热过程中持水力、质构及其它理化品质的变化规律及机理,以期为完善真空低温加热技术在牛肉制品中的系统应用提供基础理论数据。

关键词：牛肉真空低温加热技术水分迁移特性低场核磁共振技术微观组织结构肌原纤维蛋白

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植物组织的复水动力学模型

农业机械学报 2004年第5期35卷 147-151页

作者：宋洪波福建农林大学食品科学学院

针对植物物料组织结构所具有的细胞内空间和细胞外空间的典型特征 ,分析了植物组织在复水过程中的水分迁移特性。根据提出的流动区域与非流动区域概念 ,建立了植物组织复水的一级两项动力学模型。通过试验测定云豆在 30℃和 4 5℃条件... 详细信息

针对植物物料组织结构所具有的细胞内空间和细胞外空间的典型特征 ,分析了植物组织在复水过程中的水分迁移特性。根据提出的流动区域与非流动区域概念 ,建立了植物组织复水的一级两项动力学模型。通过试验测定云豆在 30℃和 4 5℃条件下的复水动力学曲线 ,并对试验结果进行拟合 ,拟合曲线与试验结果吻合 ,回归系数分别为 0 .998和 0 .995 ,表明该模型能够很好地表达植物组织复水动力学过程。增加复水温度可提高流动区域的平衡含水率 ,提高流动区域、非流动区域水分质量传递速率常数 ,缩短复水时间 ,可提高植物组织总平衡含水率。

关键词：植物组织复水动力学模型水分迁移特性回归系数

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干湿循环下云南红土的裂缝发展研究

干湿循环下云南红土的裂缝发展研究

作者：赵贵刚昆明理工大学

学位级别：硕士

本文以极端气候对云南红土的影响为研究背景,以云南红土为研究对象,提出了“干湿循环下云南红土的裂缝发展研究”的课题。考虑初始含水率、初始干密度、试验温度和干湿循环次数等因素的影响,通过垂直土柱迁移试验、干湿循环试验和微结... 详细信息

本文以极端气候对云南红土的影响为研究背景,以云南红土为研究对象,提出了“干湿循环下云南红土的裂缝发展研究”的课题。考虑初始含水率、初始干密度、试验温度和干湿循环次数等因素的影响,通过垂直土柱迁移试验、干湿循环试验和微结构试验结合图像处理方法,研究不同影响因素下干湿循环红土的水分迁移特性、裂缝发展特性、微结构特性及裂缝发展机理。该研究成果对于有效防治云南红土地区的裂缝问题具有重要的参考价值。干湿循环下红土中的水分迁移特性表明:增湿条件下,红土中的水分迁入量随初始干密度和初始含水率的增大而减小;脱湿条件下,红土中的水分迁出量随初始干密度的增大而减小,随初始含水率的增大保持不变;干湿循环条件下,红土中表层含水率降低、内部含水率升高,干密度减小。干湿循环下含水率对红土裂缝发展的影响表明:增湿过程中,红土样产生裂缝,初始含水率越高的红土样越早产生裂缝;脱湿过程中,初始含水率越大的红土样裂缝越显著;裂缝数量、长度和面积与初始含水率正相关;裂缝宽度存在峰值,随初始含水率的增加先增大后减小。干湿循环下干密度对红土裂缝发展的影响表明:增湿过程中,红土样产生裂缝,初始干密度越高的红土样越早产生裂缝;脱湿过程中,初始干密度越大的红土样裂缝越显著;干湿循环中,裂缝数量、长度和面积随初始干密度的增大而增大,随初始干密度的增大裂缝宽度先增大后减小;初始干密度越大的红土样膨胀稳定时间越长。干湿循环下温度对红土裂缝发展的影响表明:温度越高的红土样产生裂缝的循环次数越少;试验温度低时无裂缝产生,随试验温度的升高红土样在增湿中产生裂缝,温度进一步升高时,红土样在脱湿中开裂;裂缝数量、长度和面积与温度正相关,裂缝均宽在增湿中与温度正相关,脱湿中先增大后减小;在干湿循环中裂缝特征参数波动上升。干湿循环下红土的微结构特性表明:干湿循环前红土样颗粒连接方式为片架结构与片堆结构同时存在,干湿循环后红土样的颗粒连接方式由片架结构向片堆结构转变;随初始含水率、初始干密度和温度的升高土颗粒的片架结构减少,片堆结构增加;干湿循环后红土样的孔隙比增大、颗粒数增加、圆形度降低,分维数和定向度的变化与初始干密度和初始含水率有关。干湿循环下红土裂缝的发展机理:干湿循环对红土裂缝的作用机理可以从双电层理论、土壤胶体理论、膨胀力、水分子动能四个作用来解释,其综合作用导致了红土样的开裂现象;含水率升高、干密度增大和温度上升放大了干湿循环对红土的劣化作用,使裂缝发展周期缩短;根据裂缝的发展过程,可以将裂缝发展分为裂缝孕育期、裂缝产生和扩展期、裂缝稳定期3个阶段。

关键词：云南红土干湿循环水分迁移特性含水率-干密度-温度影响裂缝发展特性微结构特性裂缝发展机理

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干湿循环红土的铅直向水分迁移试验研究

四川建筑科学研究 2020年第3期46卷 64-72页

作者：唐森涛黄英李剑寒唐芸黎贺登芳昆明理工大学电力工程学院云南昆明650500

对云南红土进行了研究,以室温恒定水头浸泡增湿、恒温脱湿作为控制条件,考虑干湿循环次数和干密度的影响,通过变水头水分迁移试验的方法,研究了干湿循环作用对云南红土铅直向水分迁移特性的影响。试验结果表明:经过干湿循环作用的红土,... 详细信息

对云南红土进行了研究,以室温恒定水头浸泡增湿、恒温脱湿作为控制条件,考虑干湿循环次数和干密度的影响,通过变水头水分迁移试验的方法,研究了干湿循环作用对云南红土铅直向水分迁移特性的影响。试验结果表明:经过干湿循环作用的红土,在相同干密度、相同积水高度下,当循环次数由0次增加到8次时,红土中水分的迁移时间显著延长,相应的水分的迁移速率和迁移系数波动减小;循环次数较少时,水分迁移时间增加的变化程度较大,水分的迁移速率、迁移系数下降迅速;循环次数较多时,水分的迁移时间增加的变化程度较小,最终使得水分的迁移速率、迁移系数缓慢减小。

关键词：干湿循环云南红土水分迁移试验水分迁移特性